JPH01179715A - 水素化マグネシウムからのシランの製造 - Google Patents
水素化マグネシウムからのシランの製造Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は一般的に金属水素化物と、そのハロゲン化ケイ
素との反応によるシランの生成、特に高反応性水素化マ
グネシウムからのシランの生成に関するものである。
素との反応によるシランの生成、特に高反応性水素化マ
グネシウムからのシランの生成に関するものである。
マグネシウムの通常の高温−高圧水素化によって生成さ
れる水素化マグネシウムは非常に反応性がなく、一般に
水素化マグネシウムをノ\ロゲン化ケイ素と反応させた
時に高収率のシランを生成するには不適当である。マグ
ネシウム価を循環させてこの貴重な商品を単に処分しま
たはその他の形で浪費しないようなシラン生成ルートを
提供する必要がある。
れる水素化マグネシウムは非常に反応性がなく、一般に
水素化マグネシウムをノ\ロゲン化ケイ素と反応させた
時に高収率のシランを生成するには不適当である。マグ
ネシウム価を循環させてこの貴重な商品を単に処分しま
たはその他の形で浪費しないようなシラン生成ルートを
提供する必要がある。
シランは、その分解によってケイ素を回収する任意の手
段によって半導体グレードのケイ素を生成する際に有益
な商品である。
段によって半導体グレードのケイ素を生成する際に有益
な商品である。
本発明はシランとハロゲン化マグネシウムとを共生成す
る工程に関するものである。マグネシウムの低温水素化
によって生成された高反応性水素化マグネシウムは、ハ
ロシラン(ハロゲン化ケイ素)と反応してシランの高収
率を生じる。循環工程スキームにおいて、ハロゲン化マ
グネシウム共生成物をアルカリ金属と反応させて、元素
マグネシウムを回収し、これを循環用の追加量の水素化
マグネシウムの生成に使用する。従って本発明は、共生
成されハロゲン化マグネシウムを金属マグネシウムの源
泉とし使用する事ができるのでマグネシウムを有効に利
用するものである。
る工程に関するものである。マグネシウムの低温水素化
によって生成された高反応性水素化マグネシウムは、ハ
ロシラン(ハロゲン化ケイ素)と反応してシランの高収
率を生じる。循環工程スキームにおいて、ハロゲン化マ
グネシウム共生成物をアルカリ金属と反応させて、元素
マグネシウムを回収し、これを循環用の追加量の水素化
マグネシウムの生成に使用する。従って本発明は、共生
成されハロゲン化マグネシウムを金属マグネシウムの源
泉とし使用する事ができるのでマグネシウムを有効に利
用するものである。
本発明の好ましい実施態様は、無害な液状反応媒質中に
おいて水素化ケイ素を高反応性マグネシウムと反応させ
る段階を含み、この高反応性マグネシウムは、(i)遷
移金属含有触媒と(it)多環式芳香族炭化水素および
多環式芳香族アミンから選ばれた多環式有機化合物とに
よって活性化されたマグネシウムの圧力下水素化 (pressure hydrogenating)反
応によって得られるようにしたシラン生成工程である。
おいて水素化ケイ素を高反応性マグネシウムと反応させ
る段階を含み、この高反応性マグネシウムは、(i)遷
移金属含有触媒と(it)多環式芳香族炭化水素および
多環式芳香族アミンから選ばれた多環式有機化合物とに
よって活性化されたマグネシウムの圧力下水素化 (pressure hydrogenating)反
応によって得られるようにしたシラン生成工程である。
本発明の好ましい態様は、(a)水素化マグネシウムを
ハロゲン化ケイ素と反応させてハロゲン化マグネシウム
とシランとを生成し、シランをガスとして回収し、前記
反応を前記のハロゲン化マグネシウムの溶媒の存在にお
いて実施する段階と、(b)前記溶媒中の前記ハロゲン
化マグネシウムをアルカリ金属と反応させて、元素状マ
グネシウムを回収し、アルカリ金属ハロゲン化物の副生
物を生成する段階と、 (c)前記の元素状マグネシウムを圧力下水素化して水
素化マグネシウムを生成する段階と、(d)前記(c)
段階において生成された前記水素化マグネシウムを用い
て前記(a)段階を繰り返す段階とを含む水素化マグネ
シウムからシランを循環的に生成する方法にある。
ハロゲン化ケイ素と反応させてハロゲン化マグネシウム
とシランとを生成し、シランをガスとして回収し、前記
反応を前記のハロゲン化マグネシウムの溶媒の存在にお
いて実施する段階と、(b)前記溶媒中の前記ハロゲン
化マグネシウムをアルカリ金属と反応させて、元素状マ
グネシウムを回収し、アルカリ金属ハロゲン化物の副生
物を生成する段階と、 (c)前記の元素状マグネシウムを圧力下水素化して水
素化マグネシウムを生成する段階と、(d)前記(c)
段階において生成された前記水素化マグネシウムを用い
て前記(a)段階を繰り返す段階とを含む水素化マグネ
シウムからシランを循環的に生成する方法にある。
本発明によれば、主生成物として回収されるシランを生
成するようにハロゲン化ケイ素を高反応性マグネシウム
と反応させる。本発明の方法によれば、高温−高圧条件
で生成された水素化マグネシウム、またはマグネシウム
の均質に触媒された圧力下水素化反応によって生成され
た高反応性水素化マグネシウムを使用してシランの生成
を実施する。高温−高圧条件で生成された水素化マグネ
シウムは、マグネシウムの均質に触媒された圧力下水素
化によって生成された高反応性水素化マグネシウムより
も耐火性であって、より低いシラン収率しか与えない。
成するようにハロゲン化ケイ素を高反応性マグネシウム
と反応させる。本発明の方法によれば、高温−高圧条件
で生成された水素化マグネシウム、またはマグネシウム
の均質に触媒された圧力下水素化反応によって生成され
た高反応性水素化マグネシウムを使用してシランの生成
を実施する。高温−高圧条件で生成された水素化マグネ
シウムは、マグネシウムの均質に触媒された圧力下水素
化によって生成された高反応性水素化マグネシウムより
も耐火性であって、より低いシラン収率しか与えない。
高反応性水素化マグネシウム、MgH2はマグネシウム
の均質触媒された圧力下水素化によって生成される。「
マグネシウムの均質触媒された圧力下水素化」とは、高
温−高圧での直接合成によって生成された水素化マグネ
シウムによって得られる収率よりも高いシラン収率をも
ってハロシランと反応する水素化マグネシウムにマグネ
シウムを転化するように実施される水素化反応工程であ
る。300℃以下、通常は200℃以下の温度での触媒
水素化によって高反応性MgH2が生成される。この好
ましい生成法は、ボグダノピッチはかの「温和条件での
水素化マグネシウムの触媒合成法J、Angew、Ch
em、Int、Eng]、 1.9.pp、81.8
−19 (1980)に記載されている。この工程によ
れば、遷移金属含有触媒と多環式有機化合物の存在にお
いてマグネシウムを圧力下水素化する事により高反応性
水素化マグネシウムが生成される。
の均質触媒された圧力下水素化によって生成される。「
マグネシウムの均質触媒された圧力下水素化」とは、高
温−高圧での直接合成によって生成された水素化マグネ
シウムによって得られる収率よりも高いシラン収率をも
ってハロシランと反応する水素化マグネシウムにマグネ
シウムを転化するように実施される水素化反応工程であ
る。300℃以下、通常は200℃以下の温度での触媒
水素化によって高反応性MgH2が生成される。この好
ましい生成法は、ボグダノピッチはかの「温和条件での
水素化マグネシウムの触媒合成法J、Angew、Ch
em、Int、Eng]、 1.9.pp、81.8
−19 (1980)に記載されている。この工程によ
れば、遷移金属含有触媒と多環式有機化合物の存在にお
いてマグネシウムを圧力下水素化する事により高反応性
水素化マグネシウムが生成される。
遷移金属含有触媒は種々の材料から選定する事かできる
。好ましい遷移金属含有触媒グループは遷移金属ハロゲ
ン化物である。これは遷移金属塩化物、遷移金属臭化物
および遷移金属ヨウ化物を含む。広い範囲の触媒量を使
用する事かできる。
。好ましい遷移金属含有触媒グループは遷移金属ハロゲ
ン化物である。これは遷移金属塩化物、遷移金属臭化物
および遷移金属ヨウ化物を含む。広い範囲の触媒量を使
用する事かできる。
適当な範囲は、Mg重量部あたり触媒0.01〜0.1
5重量部である。
5重量部である。
遷移金属ハロゲン化物は、クロム、チタン、鉄、バナジ
ウム、マンガン、モリブデン、ニオブ、ジルコニウム、
ルテニウム、ロジウムおよびコバルトのハロゲン化物で
ある。このハロゲン化物の好ましいグループは、ハロゲ
ン化クロム、ハロゲン化チタン、およびハロゲン化鉄か
ら成る。より好ましい遷移金属ハロゲン化物グループは
、遷移金属塩化物、特にTiClとCr C1gである
。
ウム、マンガン、モリブデン、ニオブ、ジルコニウム、
ルテニウム、ロジウムおよびコバルトのハロゲン化物で
ある。このハロゲン化物の好ましいグループは、ハロゲ
ン化クロム、ハロゲン化チタン、およびハロゲン化鉄か
ら成る。より好ましい遷移金属ハロゲン化物グループは
、遷移金属塩化物、特にTiClとCr C1gである
。
水素化マグネシウムを生成するための多環式有機化合物
は、多環式芳香族化合物および多環式芳香族アミンを含
む種々の環式炭化水素高分子化合物のいずれとする事も
できる。このグループの化合物の例は、アントラセン、
ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、置
換カルバゾール、およびピラジンである。水素化マグネ
シウムの生成のために特に好ましい多環式化合物はアン
トラセンである。広い範囲の多環式化合物量を使用する
事ができる。適当な範囲は、Mg重量部あたり多環式化
合物0,01〜0.25重量部である。
は、多環式芳香族化合物および多環式芳香族アミンを含
む種々の環式炭化水素高分子化合物のいずれとする事も
できる。このグループの化合物の例は、アントラセン、
ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、置
換カルバゾール、およびピラジンである。水素化マグネ
シウムの生成のために特に好ましい多環式化合物はアン
トラセンである。広い範囲の多環式化合物量を使用する
事ができる。適当な範囲は、Mg重量部あたり多環式化
合物0,01〜0.25重量部である。
水素化マグネシウムの生成に際して、例えばテトラヒド
ロフラン(THF)などの無害反応媒質中においてアン
トラセンとマグネシウム粉末とを反応させる事によって
触媒が(別個にまたはその場で)生成される。これに続
いて、 例えばCr Cl aなどの遷移金属ハロゲン化物と反
応させる。最後に、このシステムを標準的非触媒条件の
水素化反応の場合より低い温度で水素と反応させる。こ
の均質に触媒された水素化反応に使用される温度は20
0℃以下である。これより高い温度は生成物MgH2を
不活性化する傾向があるからである。適当な温度範囲は
20〜200℃、さらに好ましくは20〜100℃、最
も好ましくは40〜70°Cである。この手法で生成さ
れる高反応水素化マグネシウムの収率は本質的にに定量
的である。
ロフラン(THF)などの無害反応媒質中においてアン
トラセンとマグネシウム粉末とを反応させる事によって
触媒が(別個にまたはその場で)生成される。これに続
いて、 例えばCr Cl aなどの遷移金属ハロゲン化物と反
応させる。最後に、このシステムを標準的非触媒条件の
水素化反応の場合より低い温度で水素と反応させる。こ
の均質に触媒された水素化反応に使用される温度は20
0℃以下である。これより高い温度は生成物MgH2を
不活性化する傾向があるからである。適当な温度範囲は
20〜200℃、さらに好ましくは20〜100℃、最
も好ましくは40〜70°Cである。この手法で生成さ
れる高反応水素化マグネシウムの収率は本質的にに定量
的である。
本発明の低温/均質触媒法によって水素化マグネシウム
を生成するために広い範囲の圧力を使用する事ができる
。適当な圧力範囲は、大気圧(1バール)から約100
気圧(バール)、さらに好ましくは5〜80バールであ
る。好ましい圧力は、使用される遷移金属触媒、多環式
化合物および温度によって変動する事ができる。
を生成するために広い範囲の圧力を使用する事ができる
。適当な圧力範囲は、大気圧(1バール)から約100
気圧(バール)、さらに好ましくは5〜80バールであ
る。好ましい圧力は、使用される遷移金属触媒、多環式
化合物および温度によって変動する事ができる。
マグネシウムの水素化反応を活性化するため、少量の反
応開始剤を使用する事ができる。適当な開始剤は臭化エ
チルなどのアルキルハロゲン化物を含む。
応開始剤を使用する事ができる。適当な開始剤は臭化エ
チルなどのアルキルハロゲン化物を含む。
高反応性水素化マグネシウムと反応させられるハロゲン
化ケイ素は、クロロシラン、ブロモシラン、ヨードシラ
ン、またはフルオロシランから選定する事ができるが、
クロロシランが好ましい。
化ケイ素は、クロロシラン、ブロモシラン、ヨードシラ
ン、またはフルオロシランから選定する事ができるが、
クロロシランが好ましい。
クロロシランの内で最も好ましいものは、トリクロロシ
ランおよび四塩化ケイ素である。クロロシランか他のハ
ロシランより好ましいが、臭化シランの内ではトリブロ
モシランおよび四臭化ケイ素が好ましい。
ランおよび四塩化ケイ素である。クロロシランか他のハ
ロシランより好ましいが、臭化シランの内ではトリブロ
モシランおよび四臭化ケイ素が好ましい。
高反応性水素化マグネシウムとノ\ロゲン化ケイ素との
反応は、シランの生成のために無害な液状反応媒質中で
実施される。この無害な液状反応媒質は各種の炭化水素
、エーテル、アミンまたは化学合成において使用される
その他の液状媒質から選定される。無害な液状反応媒質
の好ましいグループはエーテルである。エーテルの内で
好ましいものはポリエーテルおよび環式エーテルであっ
て、ジメトキシエタンまたはジエチレン=グリコール−
ジメチルエーテルなど各種のグリコールエーテルを含む
。より好ましい環式エーテルはテトラヒドロフラン、1
,3−ジオキソランおよび1,4−ジオキサンである。
反応は、シランの生成のために無害な液状反応媒質中で
実施される。この無害な液状反応媒質は各種の炭化水素
、エーテル、アミンまたは化学合成において使用される
その他の液状媒質から選定される。無害な液状反応媒質
の好ましいグループはエーテルである。エーテルの内で
好ましいものはポリエーテルおよび環式エーテルであっ
て、ジメトキシエタンまたはジエチレン=グリコール−
ジメチルエーテルなど各種のグリコールエーテルを含む
。より好ましい環式エーテルはテトラヒドロフラン、1
,3−ジオキソランおよび1,4−ジオキサンである。
MgCl2の溶媒でもある最も好ましい無害な液状反応
媒質はテトラヒドロフランである。
媒質はテトラヒドロフランである。
シラン反応は大気圧、または大気圧以上または大気圧以
下で実施する事ができる。本発明によって生成されたシ
ランはガス体として放出され、これを反応器から(例え
ばH2ガス流によって)掃気し、必要なら適当な吸収剤
、コールドトラップ、または蒸溜塔を通過させて精製す
る。
下で実施する事ができる。本発明によって生成されたシ
ランはガス体として放出され、これを反応器から(例え
ばH2ガス流によって)掃気し、必要なら適当な吸収剤
、コールドトラップ、または蒸溜塔を通過させて精製す
る。
シラン合成反応の温度は広い範囲で変動する事ができる
。適当な範囲は、常温から大気圧における反応物の沸点
までである。閉鎖系においては、これより高い温度を使
用する事ができる。
。適当な範囲は、常温から大気圧における反応物の沸点
までである。閉鎖系においては、これより高い温度を使
用する事ができる。
若干の反応系においては、特にハロゲン化マグネシウム
生成物の可溶性が低い場合、高摩耗撹拌を実施する事が
好ましい。しかし、生成ハロゲン化マグネシウムと錯化
反応する溶媒を使用する事によって最良の結果が得られ
る。THF液状反応媒質を使用した塩化マグネシウムの
生成が最も好ましい。もちろん、使用されるハロゲン化
ケイ素に対応して化学量論的量の反応物を適正に使用す
る事ができる。
生成物の可溶性が低い場合、高摩耗撹拌を実施する事が
好ましい。しかし、生成ハロゲン化マグネシウムと錯化
反応する溶媒を使用する事によって最良の結果が得られ
る。THF液状反応媒質を使用した塩化マグネシウムの
生成が最も好ましい。もちろん、使用されるハロゲン化
ケイ素に対応して化学量論的量の反応物を適正に使用す
る事ができる。
望ましくは、シランを生成するために水素化物とハロゲ
ン化物の同一当量数を使用する。ここに、MgH2の1
当量−M g H2の0.5モルであり、またハロゲン
化ケイ素の1当ff1=1/Xモル、Xはハロゲン化ケ
イ素中に存在するハロゲン数である。故に、例えば1当
量の5iC14は0.25モルであり、1当量のトリク
ロロシランは約0.33モルである。本発明の化学量論
的量の反応は、ハロゲン化ケイ素1当量あたり正確に1
当量の高反応性M g H2である。本発明の好ましい
実施態様において、MgH2の当量に対して化学量論的
量に過剰なハロゲン化ケイ素の当量を反応させる。好ま
しくは少なくとも約25%過剰、さらに好ましくは少な
くとも約50%過剰の当量のハロゲン化ケイ素を使用す
る。
ン化物の同一当量数を使用する。ここに、MgH2の1
当量−M g H2の0.5モルであり、またハロゲン
化ケイ素の1当ff1=1/Xモル、Xはハロゲン化ケ
イ素中に存在するハロゲン数である。故に、例えば1当
量の5iC14は0.25モルであり、1当量のトリク
ロロシランは約0.33モルである。本発明の化学量論
的量の反応は、ハロゲン化ケイ素1当量あたり正確に1
当量の高反応性M g H2である。本発明の好ましい
実施態様において、MgH2の当量に対して化学量論的
量に過剰なハロゲン化ケイ素の当量を反応させる。好ま
しくは少なくとも約25%過剰、さらに好ましくは少な
くとも約50%過剰の当量のハロゲン化ケイ素を使用す
る。
本発明の他の実施態様においては、ハロゲン化ケイ素の
実質的に全量を確実に反応させるため、過剰量のM g
H2をハロゲン化ケイ素と反応させる。その後、ハロ
ゲン化マグネシウム副生物を遠心分離、傾瀉、または濾
過法によって別個に回収し、電解プロセスなどの別個の
手段によってマグネシウム分を回収する。反応媒質中に
残存した未反応MgH2は次の反応のために循環される
。
実質的に全量を確実に反応させるため、過剰量のM g
H2をハロゲン化ケイ素と反応させる。その後、ハロ
ゲン化マグネシウム副生物を遠心分離、傾瀉、または濾
過法によって別個に回収し、電解プロセスなどの別個の
手段によってマグネシウム分を回収する。反応媒質中に
残存した未反応MgH2は次の反応のために循環される
。
512C16などのジシランを使用する事もできる。
本発明の主たる利点は、本発明によって生成されるハロ
ゲン化マグネシウム塩が公知のシラン合成法によって生
成された処分しなければならないアルミニウム塩と比較
して多数の用途を有する事である。
ゲン化マグネシウム塩が公知のシラン合成法によって生
成された処分しなければならないアルミニウム塩と比較
して多数の用途を有する事である。
本発明によれば、水素化マグネシウムをハロゲン化ケイ
素と反応させて、ハロゲン化マグネシウムを生成し、シ
ランをガス体として回収する。この反応は、生成される
ハロゲン化マグネシウムの溶媒中において実施される事
が好ましい。本発明この実施態様によれば、任意の水素
化マグネシウムを使用する事かできるが、高反応性の水
素化マグネシウムか高い収率を与える。
素と反応させて、ハロゲン化マグネシウムを生成し、シ
ランをガス体として回収する。この反応は、生成される
ハロゲン化マグネシウムの溶媒中において実施される事
が好ましい。本発明この実施態様によれば、任意の水素
化マグネシウムを使用する事かできるが、高反応性の水
素化マグネシウムか高い収率を与える。
本発明の前記の実施態様と異なり、前記の第1段階のハ
ロゲン化マグネシウム副生物を別個に次の化学合成段階
に使用する事ができる。
ロゲン化マグネシウム副生物を別個に次の化学合成段階
に使用する事ができる。
本発明のこの実施態様によれば、前記のハロゲン化ケイ
素反応物と反応条件とを使用する。選ばれる反応媒質が
第1段階において形成されるハロゲン化マグネシウムの
溶媒である限り、前記の無害の反応媒質を使用する事か
できる。本発明のこの実施態様においては、生成された
塩化マグネシウムを含有するために塩化ケイ素反応物と
環式エーテル溶媒とを使用する。
素反応物と反応条件とを使用する。選ばれる反応媒質が
第1段階において形成されるハロゲン化マグネシウムの
溶媒である限り、前記の無害の反応媒質を使用する事か
できる。本発明のこの実施態様においては、生成された
塩化マグネシウムを含有するために塩化ケイ素反応物と
環式エーテル溶媒とを使用する。
第2段階において、溶媒中のハロゲン化マグネシウム溶
液をアルカリ金属と反応させて、元素状マグネシウムと
アルカリ金属ハロゲン化物副生物とを生成する。適当な
アルカリ金属反応物はリチウム、ナトリウム、カリウム
、ルビジウムおよびセシウムを含む。特に塩化マグネシ
ウムとの反応については、ナトリウムが好ましい。
液をアルカリ金属と反応させて、元素状マグネシウムと
アルカリ金属ハロゲン化物副生物とを生成する。適当な
アルカリ金属反応物はリチウム、ナトリウム、カリウム
、ルビジウムおよびセシウムを含む。特に塩化マグネシ
ウムとの反応については、ナトリウムが好ましい。
本発明のこの実施態様の第2段階は、広い温度範囲と、
大気圧、並太気圧または高圧を含めて広い圧力範囲で実
施する事ができる。使用可能の温度は非常に低い温度か
ら高温までを含む。しかし一般に反応は常温常圧で実施
される。ハロゲン化マグネシウムとの反応物としてナト
リウムが使用される場合、ハロゲン化アルカリ金属副生
物は容易に使用されまたは廃棄されるハロゲン化ナトリ
ウムである(例えばNaC1)。第1段階において臭化
ケイ素が使用されるなら、臭化ナトリウムなどのアルカ
リ金属臭化物をつぎに例えば臭素の生成のために使用す
る事ができる。
大気圧、並太気圧または高圧を含めて広い圧力範囲で実
施する事ができる。使用可能の温度は非常に低い温度か
ら高温までを含む。しかし一般に反応は常温常圧で実施
される。ハロゲン化マグネシウムとの反応物としてナト
リウムが使用される場合、ハロゲン化アルカリ金属副生
物は容易に使用されまたは廃棄されるハロゲン化ナトリ
ウムである(例えばNaC1)。第1段階において臭化
ケイ素が使用されるなら、臭化ナトリウムなどのアルカ
リ金属臭化物をつぎに例えば臭素の生成のために使用す
る事ができる。
本発明のこの実施態様の循環工程において、第2段階で
回収された元素状マグネシウムが再び圧力下水素化され
て、水素化マグネシウム、好ましくは高反応性水素化マ
グネシウムを生成し、前記の工程を繰り返してハロゲン
化ケイ素をもってざらにシランを生成する。そこで得ら
れたTHF溶解性M g C12を含有する混合物を、
金属ナトリウムの添加によるマグネシウムの再生前に濾
過して、先に生成されたNaC1を除去する。
回収された元素状マグネシウムが再び圧力下水素化され
て、水素化マグネシウム、好ましくは高反応性水素化マ
グネシウムを生成し、前記の工程を繰り返してハロゲン
化ケイ素をもってざらにシランを生成する。そこで得ら
れたTHF溶解性M g C12を含有する混合物を、
金属ナトリウムの添加によるマグネシウムの再生前に濾
過して、先に生成されたNaC1を除去する。
本発明の主要な利点は、副生物が塩化ナトリウムなどの
容易に処分可能な物質である事である。
容易に処分可能な物質である事である。
さらに塩化ナトリウムは、可溶性ハロゲン化マグネシウ
ムを含有する溶媒から容易に除去される。
ムを含有する溶媒から容易に除去される。
つぎにTHF中のナトリウムと塩化マグネシウムとの反
応から生じた元素状マグネシウムを再生すれば金属マグ
ネシウムが活性微粉末として得られ、THF溶媒を再使
用する事ができる。
応から生じた元素状マグネシウムを再生すれば金属マグ
ネシウムが活性微粉末として得られ、THF溶媒を再使
用する事ができる。
以下、本発明を下記の実施例について説明する。
実施例 1
50m1のフラスコの中に、市販の純度的85%の0.
47g (0,015モル)のMgH2の22m1乾燥
THF中溶液を導入した。6mlの乾燥THF中の純度
99%の約2. 06g(0,015モル)(化学量論
的量の50%超)のトリクロロシラン溶液を前記フラス
コに接続した25m1分与漏斗中に入れた。このフラス
コは、それぞれ−78℃と−1゜96℃に冷却された凝
縮器とトラップから成るガス捕集系に接続されている。
47g (0,015モル)のMgH2の22m1乾燥
THF中溶液を導入した。6mlの乾燥THF中の純度
99%の約2. 06g(0,015モル)(化学量論
的量の50%超)のトリクロロシラン溶液を前記フラス
コに接続した25m1分与漏斗中に入れた。このフラス
コは、それぞれ−78℃と−1゜96℃に冷却された凝
縮器とトラップから成るガス捕集系に接続されている。
反応中に生成したシランをトラップの中に掃気するため
に低流量の水素ガス流を使用した。トリクロロシランの
添加は約32℃で開始され、ガスの発生が見られた。ト
リクロロシランを反応フラスコの中に送入した後、反応
混合物を約50℃に加熱し、そこである程度のゲル形成
が見られた。
に低流量の水素ガス流を使用した。トリクロロシランの
添加は約32℃で開始され、ガスの発生が見られた。ト
リクロロシランを反応フラスコの中に送入した後、反応
混合物を約50℃に加熱し、そこである程度のゲル形成
が見られた。
90分後に、反応フラスコをトラップから分離し、捕集
されたシランガスを蒸発させ、装置の目盛り付き部分の
中に膨張させた。シランの収率は水素化マグネシウムベ
ースで16%であった。つぎに、収率をさらに増大でき
るか否かを確認するために、反応器に対して2.04g
(0,015モル)の新たに溶融された塩化亜鉛(Z
n C1,2)を添加した。混合物を50℃でさらに
1時間撹拌17、トラップから生成物を前記のように計
測したが、追加シランは生成されていなかった。
されたシランガスを蒸発させ、装置の目盛り付き部分の
中に膨張させた。シランの収率は水素化マグネシウムベ
ースで16%であった。つぎに、収率をさらに増大でき
るか否かを確認するために、反応器に対して2.04g
(0,015モル)の新たに溶融された塩化亜鉛(Z
n C1,2)を添加した。混合物を50℃でさらに
1時間撹拌17、トラップから生成物を前記のように計
測したが、追加シランは生成されていなかった。
本発明の循環工程によれば、実施例1によって生成され
シランガスを回収し、つぎに塩化マグネシウム副生物を
好ましくは常温大気圧で例えばナトリウムと別個に反応
させ、THF中のスラリとしてNaC1と元素状マグネ
シウムを生成させる。
シランガスを回収し、つぎに塩化マグネシウム副生物を
好ましくは常温大気圧で例えばナトリウムと別個に反応
させ、THF中のスラリとしてNaC1と元素状マグネ
シウムを生成させる。
つぎにマグネシウムを水素化マグネシウムの生成のため
に循環させ、シランの生成のために再使用する。
に循環させ、シランの生成のために再使用する。
実施例 2
触媒の生成とマグネシウムの低温低圧水素化のため、撹
拌器を備えた30m1のステンレス鋼オートクレーブを
使用した。このオートクレーブに対して、36. 6g
(1,50モル)のり−デマイナス100メツシュの
マグネシウムと、150m1の乾燥THFとを、開始剤
としてのO,1,5ml臭化エチルおよび約5重量%の
マグネシウムを含有するTHF溶液として先に準備され
たアントラセン−マグネシウム錯体触媒2摘と共に、添
加した。
拌器を備えた30m1のステンレス鋼オートクレーブを
使用した。このオートクレーブに対して、36. 6g
(1,50モル)のり−デマイナス100メツシュの
マグネシウムと、150m1の乾燥THFとを、開始剤
としてのO,1,5ml臭化エチルおよび約5重量%の
マグネシウムを含有するTHF溶液として先に準備され
たアントラセン−マグネシウム錯体触媒2摘と共に、添
加した。
この混合物を約1時間撹拌した後、2. 67g(0,
015モル)のアントラセンを追加した。
015モル)のアントラセンを追加した。
さらに3時間撹拌した後、約1.05ml(0,015
モル)のT iC14を添加した。この混合物を1晩、
約70℃で1000ps iの水素圧のもとに撹拌しな
がら加熱し、つぎに冷却し、通気し、250m1の遠心
分離器に転送した。反応混合物を4時間、200 Or
、p、m、で遠心分離して、分離器の約半分を満たすケ
ーキを得た。黒い上澄み液を傾瀉し、約1/3の灰色の
フィルタケーキを保留した。フィルタケーキの残部を1
00m1のシクロヘキサンに添加し、撹拌し再び遠心分
離した。傾瀉の後、固体をペンタン中に懸濁させ、再び
遠心分離し、傾瀉し、真空乾燥した。分析は、この固体
が64重皿%のマグネシウムを含有する事を示した。再
び乾燥されたMgH2は85重1%のマグネシウムを含
有する事が発見され、約85重量%の純度のMgH2で
ある事を示した。
モル)のT iC14を添加した。この混合物を1晩、
約70℃で1000ps iの水素圧のもとに撹拌しな
がら加熱し、つぎに冷却し、通気し、250m1の遠心
分離器に転送した。反応混合物を4時間、200 Or
、p、m、で遠心分離して、分離器の約半分を満たすケ
ーキを得た。黒い上澄み液を傾瀉し、約1/3の灰色の
フィルタケーキを保留した。フィルタケーキの残部を1
00m1のシクロヘキサンに添加し、撹拌し再び遠心分
離した。傾瀉の後、固体をペンタン中に懸濁させ、再び
遠心分離し、傾瀉し、真空乾燥した。分析は、この固体
が64重皿%のマグネシウムを含有する事を示した。再
び乾燥されたMgH2は85重1%のマグネシウムを含
有する事が発見され、約85重量%の純度のMgH2で
ある事を示した。
この反応を繰り返し、実質的に同等の結果を得た。
実施例 3
50m1のフラスコの中に、12m1乾燥THF中の0
.66g (0,021モル) M g H2(実施例
2から得られたもの)を入れた。1. 70g(0,0
10モル)のS iC14と3mlの乾燥THFとを収
容した滴下漏斗を前記のフラスコに接続し、このフラス
コと漏斗を、それぞれ−78°Cと一]96°Cに冷却
された凝縮器およびトラップから成る小型のガス捕集系
に接続した。反応中に発生したシランをトラップ中に掃
気するため、小流量の水素ガスを使用した。磁気的に撹
拌されたMgCl2スラリに対してS ICl 4溶液
を滴下する事により反応を約20°Cで開始した。
.66g (0,021モル) M g H2(実施例
2から得られたもの)を入れた。1. 70g(0,0
10モル)のS iC14と3mlの乾燥THFとを収
容した滴下漏斗を前記のフラスコに接続し、このフラス
コと漏斗を、それぞれ−78°Cと一]96°Cに冷却
された凝縮器およびトラップから成る小型のガス捕集系
に接続した。反応中に発生したシランをトラップ中に掃
気するため、小流量の水素ガスを使用した。磁気的に撹
拌されたMgCl2スラリに対してS ICl 4溶液
を滴下する事により反応を約20°Cで開始した。
MgCl2の添加の終了後に、混合物を約50°Cに加
熱し、そこである程度の発泡を伴ってシランガスの発生
が見られた。約25分の後に、反応器内容物が突然にゲ
ル化したので、混合物を撹拌できる程度に流動化するに
十分な追加の10m1の乾燥THFを添加した。90分
後に反応が終了し、反応フラスコとトラップとの間の接
続を遮断し、捕集されたシランを加熱して、ガス捕集系
の目盛り付き部分の中に膨張させた。発生ガスの測定に
より、MgCl2ベースで63%のシラン収率を得た。
熱し、そこである程度の発泡を伴ってシランガスの発生
が見られた。約25分の後に、反応器内容物が突然にゲ
ル化したので、混合物を撹拌できる程度に流動化するに
十分な追加の10m1の乾燥THFを添加した。90分
後に反応が終了し、反応フラスコとトラップとの間の接
続を遮断し、捕集されたシランを加熱して、ガス捕集系
の目盛り付き部分の中に膨張させた。発生ガスの測定に
より、MgCl2ベースで63%のシラン収率を得た。
−19一
実施例 4
実施例3の実験を繰り返したが、収率改良のために反応
器中に直径4+nmのガラスピーズを使用して摩滅撹拌
を実施した。実施例2において準備された約0.66g
(0,021モル)の純度85%NgH2を、直径4
mmガラスピーズ12gと共に18m1の乾燥THF中
に添加した。32℃で3ml T HF中の1..70
g四塩化ケイ素溶液を、よく撹拌されたMgH2スラリ
に対して滴下する事によって、反応を開始し、つぎに温
度を50℃にに上昇させた。この期間中にある程度の発
泡を伴ってガス発生が見られた。約20分後に、混合物
はほとんどその撹拌を停止する程度にゲル化した。
器中に直径4+nmのガラスピーズを使用して摩滅撹拌
を実施した。実施例2において準備された約0.66g
(0,021モル)の純度85%NgH2を、直径4
mmガラスピーズ12gと共に18m1の乾燥THF中
に添加した。32℃で3ml T HF中の1..70
g四塩化ケイ素溶液を、よく撹拌されたMgH2スラリ
に対して滴下する事によって、反応を開始し、つぎに温
度を50℃にに上昇させた。この期間中にある程度の発
泡を伴ってガス発生が見られた。約20分後に、混合物
はほとんどその撹拌を停止する程度にゲル化した。
撹拌を容易にするために、追加の6mlのTHFを添加
した。90分後に、反応器を遮断し、シラン生成物をガ
ス捕集系の測定部の中に膨張させ、S i C14ベー
スで61%シランの計算収率を得た。ガスの試料をガス
クロマトグラフィーと質量分光測定によって分析し、純
粋シランの存在を確認した。
した。90分後に、反応器を遮断し、シラン生成物をガ
ス捕集系の測定部の中に膨張させ、S i C14ベー
スで61%シランの計算収率を得た。ガスの試料をガス
クロマトグラフィーと質量分光測定によって分析し、純
粋シランの存在を確認した。
−20一
実施例 5
この反応は、22m1乾燥THF中の0.47g(0,
015モル)の実施例2のMgH2と、3ml乾燥TH
THF中度99%の2.06g(0,015モル、化学
量論的量の50%超)のS iHC1aとを使用して、
実施例3と同様に実施した。約30分で反応混合物の濃
密化が生じ、撹拌を実施するため、追加の3mlのTH
Fを添加した。シラン収率は、MgH2ベースで94%
であった。反応の進行から、ハロゲン化ケイ素反応物の
余剰量が収率増大をもたらした事が明らかであった。ガ
スクロマトグラフィーと質量分光測定とによる分析によ
って、痕跡量の空気を含む純粋シランの存在が確認され
た。
015モル)の実施例2のMgH2と、3ml乾燥TH
THF中度99%の2.06g(0,015モル、化学
量論的量の50%超)のS iHC1aとを使用して、
実施例3と同様に実施した。約30分で反応混合物の濃
密化が生じ、撹拌を実施するため、追加の3mlのTH
Fを添加した。シラン収率は、MgH2ベースで94%
であった。反応の進行から、ハロゲン化ケイ素反応物の
余剰量が収率増大をもたらした事が明らかであった。ガ
スクロマトグラフィーと質量分光測定とによる分析によ
って、痕跡量の空気を含む純粋シランの存在が確認され
た。
実施例 6
50m1容量の30丸底型反応フラスコに対して、12
m1乾燥THF中0.85g (0,0113モル)の
35%純粋MgH2(実施例2に記載のように生成され
たもの)を入れた。小分与漏斗に、1.70g (0,
010モル)のS t e l 4と、3mlの乾燥T
HFとを装入した。反応を45分間実施し、そこで混合
物かゲル化した。シラン収率は、5iC14ベースで3
6%、M g H2ベースで64%であった。
m1乾燥THF中0.85g (0,0113モル)の
35%純粋MgH2(実施例2に記載のように生成され
たもの)を入れた。小分与漏斗に、1.70g (0,
010モル)のS t e l 4と、3mlの乾燥T
HFとを装入した。反応を45分間実施し、そこで混合
物かゲル化した。シラン収率は、5iC14ベースで3
6%、M g H2ベースで64%であった。
フラスコを遮断した時、フラスコと凝縮器中のガスが引
火し、これはフラスコ中に残存する反応混合物からある
程度のシラン発生が継続している事を示した。これは、
反応物質がMgCl2の形成によってケル化したので反
応が終了していなかったからである。
火し、これはフラスコ中に残存する反応混合物からある
程度のシラン発生が継続している事を示した。これは、
反応物質がMgCl2の形成によってケル化したので反
応が終了していなかったからである。
出願人代理人 佐 藤 −雄
手続補正書
昭和63年8月ユ3日
] 事件の表示
昭和63年 特許願 第2365号
2 発明の名称
水素化マグネシウムからのシランの製造3 補正をする
者 事件との関係 特許出願人 エチル、コーポレーション 4代理人 特許請求の範囲 1、 (a)水素化マグネシウムをケイ素とハロゲン
とから成るハロゲン化ケイ素と反応させてハロゲン化マ
グネシウムとシランとを生成し、シランをガスとして回
収し、前記反応を前記のハロゲン化マグネシウムに対す
る溶媒の存在において実施する段階と、 (b)前記溶媒中の前記ハロゲン化マグネシウムをアル
カリ金属と反応させて、元素状マグネシウムを回収し、
アルカリ金属ハロゲン化物の副生物を生成する段階と、 (c)前記の元素状マグネシウムを圧力下水素化して水
素化マグネシウムを生成する段階と、(d)前記(C)
段階において生成された前記水素化マグネシウムを用い
て前記(a)段階を繰り返す段階とを含む水素化マグネ
シウムからシランを循環的に製造する方法。
者 事件との関係 特許出願人 エチル、コーポレーション 4代理人 特許請求の範囲 1、 (a)水素化マグネシウムをケイ素とハロゲン
とから成るハロゲン化ケイ素と反応させてハロゲン化マ
グネシウムとシランとを生成し、シランをガスとして回
収し、前記反応を前記のハロゲン化マグネシウムに対す
る溶媒の存在において実施する段階と、 (b)前記溶媒中の前記ハロゲン化マグネシウムをアル
カリ金属と反応させて、元素状マグネシウムを回収し、
アルカリ金属ハロゲン化物の副生物を生成する段階と、 (c)前記の元素状マグネシウムを圧力下水素化して水
素化マグネシウムを生成する段階と、(d)前記(C)
段階において生成された前記水素化マグネシウムを用い
て前記(a)段階を繰り返す段階とを含む水素化マグネ
シウムからシランを循環的に製造する方法。
2、 水素化(c)段階は、遷移金属含有触媒と多環式
芳香族アミンの存在において実施される請求項1記載の
方法。
芳香族アミンの存在において実施される請求項1記載の
方法。
3、 遷移金属含有触媒はTlC14またはCr C1
aであり、多環式芳香族アミンはアントラセンである請
求項2記載の方法。
aであり、多環式芳香族アミンはアントラセンである請
求項2記載の方法。
4、 ハロゲン化ケイ素はクロロシランである請求項
1.2または3のいずれか記載の方法。
1.2または3のいずれか記載の方法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(a)水素化マグネシウムをケイ素とハロゲンとか
ら成るハロゲン化ケイ素と反応させてハロゲン化マグネ
シウムとシランとを生成し、シランをガスとして回収し
、前記反応を前記のハロゲン化マグネシウムに対する溶
媒の存在において実施する段階と、 (b)前記溶媒中の前記ハロゲン化マグネシウムをアル
カリ金属と反応させて、元素状マグネシウムを回収し、
アルカリ金属ハロゲン化物の副生物を生成する段階と、 (c)前記の元素状マグネシウムを圧力下水素化して水
素化マグネシウムを生成する段階と、 (d)前記(c)段階において生成された前記水素化マ
グネシウムを用いて前記(a)段階を繰り返す段階とを
含む水素化マグネシウムからシランを循環的に製造する
方法。 2、水素化(c)段階は、遷移金属含有触媒と多環式芳
香族アミンの存在において実施される請求項1記載の方
法。 3、遷移金属含有触媒はTiCl_4またはCrCl_
3であり、多環式芳香族アミンはアントラセンである請
求項2記載の方法。 4、ハロゲン化ケイ素はクロロシランである請求項1、
2または3のいずれか記載の方法。 5、クロロシランはトリクロロシランまたは四塩化シラ
ンである請求項4記載の方法。 6、前記の溶媒はポリエーテルまたは環式エーテルで請
求項1、2または3のいずれか記載の方法。 7、前記の溶媒はテトラヒドロフランである請求項1、
2または3のいずれか1項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP236588A JPH01179715A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 水素化マグネシウムからのシランの製造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP236588A JPH01179715A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 水素化マグネシウムからのシランの製造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01179715A true JPH01179715A (ja) | 1989-07-17 |
JPH0477688B2 JPH0477688B2 (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=11527232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP236588A Granted JPH01179715A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 水素化マグネシウムからのシランの製造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01179715A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06321959A (ja) * | 1993-04-22 | 1994-11-22 | Th Goldschmidt Ag | シランないしは有機ケイ素水素化物の製造法 |
-
1988
- 1988-01-08 JP JP236588A patent/JPH01179715A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06321959A (ja) * | 1993-04-22 | 1994-11-22 | Th Goldschmidt Ag | シランないしは有機ケイ素水素化物の製造法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0477688B2 (ja) | 1992-12-09 |
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